Kuinka kytkeä elektroninen mikrofoni. Dynaamisen mikrofonin liittäminen tietokoneeseen. Bias-jännitteen syöttäminen kaksijohtimiseen elektreettimikrofonikapseliin äänikortista

Dynaamisen mikrofonin liittäminen tietokoneeseen.

Äänikorttien mikrofonitulo on suunniteltu yhdistämään elektreettimikrofoneja (eräänlainen kondensaattorimikrofoni). Kondensaattorimikrofonissa on sisäänrakennettu vahvistin ja siksi ulostulo on melko vahva.

Kuva 1 Kondensaattorimikrofonin kaavio.

Useimmissa tapauksissa elektreettimikrofonit toimivat huonommin kuin dynaamiset mikrofonit. Jos tarvitset laadukasta äänitallennusta, on järkevää käyttää laadukkaampaa (verrattuna esim. kuulokkeisiin asennettuun) dynaamista mikrofonia, joka olisi voinut jäädä esimerkiksi Neuvostoliiton ajoilta. nauhurista tai mikrofoni tuli karaokea sisältävästä DVD-sarjasta. Kuvassa on useita esimerkkejä dynaamisista mikrofoneista.

Kuva 2 Dynaaminen mikrofoni karaoke-DVD-soittimesta.

Kuva 3 Dynaaminen mikrofoni Oktava MD-47. Julkaisuvuosi 1972. Upea soundi.

Kuva 4 Dynaaminen mikrofoni. Kapseli DEMSh-1A.

Kuva 5 Tyylikkäät retrokuulokkeet dynaamisella mikrofonilla.

Kytkemällä dynaamisen mikrofonin äänikortin mikrofonituloon ei ole mahdollista saada normaalia signaalitasoa ainakaan jos ei huuda tähän mikrofoniin. Vahvistusta tarvitaan.

Toisin kuin dynaamiset mikrofonit, kaikki kondensaattorimikrofonit vaativat vahvistimen tehon. Kondensaattorimikrofoniin sisäänrakennetun vahvistimen toimintaa varten noin 3 voltin teho syötetään keskikoskettimeen - Vbias (kuvassa 8 - +V). Dynaamisen mikrofonin vahvistinpiiri on samanlainen kuin kondensaattorimikrofonin sisäänrakennettu vahvistin.

Kuva 7 Dynaamisen mikrofonin vahvistinpiiri.

Kuva 8 Mikrofoniliitin.

Osanumerot vaihtelevat suuresti.

Transistori V1 n-p-n tyyppi. Esimerkiksi S945, KT315B, KT3102. Vastus R1 on 47...100 kOhm sisällä, on suositeltavaa laittaa trimmeri ja tuoda transistori optimaaliseen tilaan, mitata sitten trimmausvastuksen resistanssi ja asettaa vakioarvo lähelle sitä. Vaikka piiri toimii välittömästi minkä tahansa transistorin ja vastuksen kanssa, jonka luokitus on näissä rajoissa. Kondensaattorit C1, C2 10 mikrofaradista 100 mikrofaradiin, optimaalisesti 47 mikrofaradia per 10 V. Vastus R2 1...4,7 kOhm

On toivottavaa sijoittaa piiri itse mikrofonin runkoon, mahdollisimman lähelle kapselia, jotta vältetään kaapelin läpäisevä vahvistuskohina. Jos mikrofonia tulee käyttää samaan tarkoitukseen tai tarvitset kykyä liittää erilaisia dynaamisia mikrofoneja, piiri voidaan asentaa erilliseen suojattu kotelo, jossa on liitin mikrofonien liittämistä varten ja kaapeli äänikorttiin liittämistä varten.

Melkein kaikilla PC:n kanssa toimiviksi suunnitelluilla kuulokkeilla on niin "säälittävät" ominaisuudet, että jos yrität käyttää mikrofonia sellaisesta kuulokkeesta äänen tallentamiseen tai samaan karaokeen, et tule pettymään. Tähän on vain yksi syy - kaikki tällaiset mikrofonit on suunniteltu puheensiirtoon ja niillä on erittäin kapea taajuusalue. Tämä ei vain vähennä itse suunnittelun kustannuksia, vaan myös edistää puheen ymmärrettävyyttä, mikä on kuulokkeiden päävaatimus.

Perinteisen dynaamisen tai elektreettimikrofonin yhdistämisyritykset päättyvät yleensä epäonnistumiseen - tällaisen mikrofonin taso ei selvästikään riitä äänikortin "rakentamiseksi". Lisäksi äänikorttien tulopiirin tietämättömyys vaikuttaa ja dynaamisen mikrofonin virheellinen kytkentä päättää asian. Mikrofonivahvistimen kokoaminen ja kytkentä "viisaasti"? Olisi mukavaa, mutta paljon helpompaa käyttää IEC-3-mikrofonia, joka oli aikoinaan laajalti käytössä puettavissa laitteissa ja on vieläkin melko yleinen. Mutta tietysti sinun on yhdistettävä "mielestä".

Tällä elektreettimikrofonilla on riittävän korkeat ominaisuudet (taajuusalue on esimerkiksi alueella 50 - 15 000 Hz) ja mikä tärkeintä, siinä on sisäänrakennettu lähdetransistoriin koottu lähdeseuraaja, joka ei vain sovi yhteen. mikrofonin korkea vastus vahvistimen kanssa, mutta siinä on myös enemmän kuin tarpeeksi lähtötasoa mille tahansa äänikortille. Ainoa haittapuoli on ehkä se, että mikrofoni tarvitsee virtaa. Mutta sen nykyinen kulutus on niin pieni, että kaksi sarjaan kytkettyä AA-paristoa kestävät useita kuukausia jatkuvassa käytössä. Katsotaanpa alumiinikupissa sijaitsevan mikrofonin sisäistä piiriä ja mietitään kuinka se liitetään tietokoneeseen:

Harmaa väri tarkoittaa alumiinikuppia, joka on näyttö ja on kytketty piirin yhteiseen johtoon. Kuten sanoin, tällainen mikrofoni vaatii ulkoista virtaa, ja miinus 3-5 V on syötettävä vastukseen (punainen johto) ja plus siniseen. Valkoisesta poistamme hyödyllisen signaalin.

Katsotaanpa nyt tietokoneen mikrofonin tulopiiriä:

Osoittautuu, että signaali tulee syöttää vain liittimen vihreäksi merkittyyn kärkeen, ja itse äänikortti syöttää +5 V punaiseen vastuksen kautta. Tämä tehdään kuulokkeiden esivahvistimien virran saamiseksi, jos niitä käytetään. Emme käytä tätä jännitettä kahdesta syystä: ensinnäkin tarvitsemme erilaisen napaisuuden, ja jos yksinkertaisesti "käännämme" johdot, mikrofoni "vastaanottaa" paljon. Toiseksi PC:n virtalähde on pulssimainen ja häiriöt näillä viidellä voltilla ovat kunnollisia. Galvaanisten kennojen käyttö häiriöiden kannalta on ihanteellista - puhdasta "pysyvää" ilman pienintäkään aaltoilua. Joten täydellinen järjestelmä mikrofonin liittämiseksi tietokoneeseen näyttää tältä.

Mikrofonit (elektrodynaaminen, sähkömagneettinen, elektreetti, hiili) - perusparametrit, merkinnät ja sisällyttäminen elektronisiin piireihin.

Radioelektroniikassa käytetään laajalti mikrofonia - laitetta, joka muuntaa äänivärähtelyt sähköisiksi. Mikrofonilla tarkoitetaan yleensä sähkölaitetta, jota käytetään havaitsemaan ja vahvistamaan heikkoja ääniä.

Mikrofonien perusparametrit

Mikrofonin laadulle on ominaista useita vakioteknisiä parametreja:

herkkyys
nimellinen taajuusalue,
Taajuusvaste,
suunta,
dynaaminen alue,
kokonaissähkövastusmoduuli,
nimellinen kuormituskestävyys
jne.

Merkintä

Mikrofonin merkki on yleensä kiinnitetty sen runkoon, ja se koostuu kirjaimista ja numeroista. Kirjaimet osoittavat mikrofonin tyypin:

MD - kela (tai "dynaaminen"),
MDM - dynaaminen pienikokoinen,
MM - miniatyyri sähködynaaminen,
ML - teippi,
MK - lauhdutin,
MCE - elektreetti,
MPE - pietsosähköinen.

Numerot osoittavat kehitystyön sarjanumeron. Numeroita seuraa kirjaimet A, T ja B, jotka osoittavat, että mikrofoni on valmistettu vientiversiona - A, T - trooppinen ja B - suunniteltu kulutuselektroniikkalaitteille (REA).

MM-5-mikrofonin merkintä kuvastaa sen suunnitteluominaisuuksia ja koostuu kuudesta merkistä:

ensimmäinen ja toinen ........................... MM - miniatyyri mikrofoni;
kolmas ........................................... 5 - viides malli;
neljäs ja viides ......... kaksi numeroa, jotka osoittavat vakiokoon;
kuudes .................................... kirjain, joka kuvaa akustisen tulon muotoa (O - pyöreä reikä, C - haaraputki, B - yhdistetty).

Radioamatöörien käytännössä käytetään useita päätyyppejä mikrofoneja: hiili-, sähködynaamisia, sähkömagneettisia, kondensaattori-, elektreettisiä ja pietsosähköisiä.

Elektrodynaamiset mikrofonit

Tämän tyyppisten mikrofonien nimeä pidetään vanhentuneena, ja nyt näitä mikrofoneja kutsutaan kelamikrofoneiksi.

Tämän tyyppisiä mikrofoneja käyttävät hyvin usein äänentallennusharrastajat, koska niiden herkkyys on suhteellisen korkea ja käytännöllinen herkkyys ilmakehän vaikutuksille, erityisesti tuulen vaikutuksille.

Ne ovat myös iskunkestäviä, helppokäyttöisiä ja pystyvät käsittelemään suuria signaalitasoja vahingoittamatta. Näiden mikrofonien positiiviset ominaisuudet ovat suuremmat kuin niiden haitat: keskimääräinen äänen tallennuslaatu.

Tällä hetkellä kotimaisen teollisuuden valmistamat pienikokoiset dynaamiset mikrofonit, joita käytetään äänen tallentamiseen, äänen siirtoon, äänenvahvistukseen ja erilaisiin viestintäjärjestelmiin, kiinnostavat radioamatöörit suuresti.

Mikrofoneja valmistetaan neljässä monimutkaisuusryhmässä - 0, 1, 2 ja 3. Pienikokoisia monimutkaisuusryhmien 0, 1 ja 2 mikrofoneja käytetään äänen siirtoon, äänen tallentamiseen sekä musiikin ja puheen äänenvahvistukseen ja ryhmät 3 - ääneen. puheen siirto, äänen tallennus ja äänenvahvistus.

Mikrofonisymboli koostuu kolmesta kirjaimesta ja numerosta. Esimerkiksi MDM-1, ensimmäisen mallin kompakti dynaaminen mikrofoni.

Erityisen kiinnostavia ovat MM-5-sarjan sähködynaamiset minimikrofonit, jotka voidaan juottaa suoraan vahvistinlevyyn tai käyttää elektronisten laitteiden sisäänrakennettuna elementtinä.

Mikrofonit kuuluvat neljännen sukupolven komponentteihin, jotka on suunniteltu REA:lle transistoreissa ja integroiduissa piireissä.

MM-5-mikrofoni on valmistettu samantyyppisestä kahdesta versiosta: korkearesistanssi (600 ohmia) ja pieni vastus (300 ohmia) sekä 38 standardikokoa, jotka eroavat vain tasavirtakäämin resistanssista , akustisen tulon sijainti ja tyyppi.

MM-5-sarjan mikrofonien tärkeimmät sähköakustiset parametrit ja tekniset ominaisuudet on esitetty taulukossa. 1.

Pöytä 1.

Mikrofonin tyyppi	MM-5
Versio	alhainen vastus	korkea vastus
Nimellisalue toimintataajuudet, Hz	500...5000
Täydellinen moduuli sähköinen vastus käämit, ohm	135115	900±100
Herkkyys taajuus 1000 Hz, µV/Pa, vähintään (kuormituskestävyys)	300 (600 ohmia)	600 (300 ohmia)
Keskimääräinen herkkyys sisään alue 500...5000 Hz, µV/Pa, ei vähemmän (kuormituskestävyys)	600 (600 ohmia)	1200 (3000 ohmia)
Taajuuden epätasaisuus herkkyysominaisuudet nimellisalueella taajuudet, dB, ei enempää	24
Paino, g, ei enempää	900±100
Käyttöikä, vuosi, ei vähemmän	5
Mitat, mm	9,6x9,6x4

Riisi. 1. Kaaviokaavio liittämisestä UHF-kaiuttimen sisääntuloon mikrofoniksi.

Dynaamisen mikrofonin puuttuessa radioamatöörit käyttävät usein sen sijaan perinteistä sähködynaamista kaiutinta (kuva 1).

Sähkömagneettiset mikrofonit

Matalataajuisissa vahvistimissa, jotka on koottu transistoreille ja joilla on pieni tuloimpedanssi, käytetään yleensä sähkömagneettisia mikrofoneja.

Sähkömagneettiset mikrofonit ovat käännettäviä, eli niitä voidaan käyttää myös puhelimina. Niin kutsuttua DEMSh-1-tyyppistä differentiaalimikrofonia ja sen muunnelmaa DEMSh-1A käytetään laajalti.

Hyviä tuloksia saadaan, kun käytät perinteisiä sähkömagneettisia kuulokkeita sähkömagneettisten mikrofonien DEMSH-1 ja DEM-4M sijasta kuulokkeista TON-1, TON-2, TA-56 jne. (kuvat 2 - 4).

Riisi. 2. Kaavio sähkömagneettisen kuulokkeen sisällyttämisestä mikrofoniksi UZCH-tuloon.

Riisi. 3. Kaavio sähkömagneettisen mikrofonin sisällyttämisestä transistoreiden ultraäänitaajuusmuuttajan tuloon.

Riisi. 4. Kaavio sähkömagneettisen mikrofonin sisällyttämisestä operaatiovahvistimen ultraäänitaajuusmuuttajan tuloon.

Elektreettimikrofonit

Viime aikoina elekon käytetty kotitalouksien nauhureissa. Elektreettimikrofoneilla on laajin taajuusalue - 30...20000 Hz.

Tämän tyyppiset mikrofonit antavat kaksi kertaa niin suuren sähköisen signaalin kuin perinteiset hiilimikrofonit.

Teollisuus valmistaa hiilikuituisen MK-59:n ja vastaavien kokoisia elektreettimikrofoneja MKE-82 ja MKE-01, jotka voidaan asentaa tavallisiin puhelimiin hiilikuitujen sijaan ilman puhelinlaitteen muutosta.

Tämän tyyppinen mikrofoni on paljon halvempi kuin perinteiset kondensaattorimikrofonit, ja siksi radioamatöörit ovat paremmin saatavilla.

Kotimainen teollisuus tuottaa laajan valikoiman elektreettimikrofoneja, muun muassa MKE-2 yksisuuntaisia luokan 1 kela-kela-nauhurit ja radioelektroniikkalaitteisiin upotettavat MKE-3, MKE-332 ja MKE-333.

Radioamatööreille MKE-3ni, jossa on mikrominiatyyrimuotoilu, kiinnostaa eniten.

Mikrofonia käytetään upotettuna laitteena kotimaisissa nauhureissa, magnetoradioleissa ja radionauhureissa, kuten Sigma-VEF-260, Tom-303, Romantik-306 jne.

MKE-3-mikrofoni on valmistettu muovikotelossa, jossa on laippa kiinnitettäväksi radiolaitteen etupaneeliin sisäpuolelta. Mikrofoni on monisuuntainen ja siinä on ympyräkuvio.

Mikrofoni ei salli iskuja ja voimakasta tärinää. Taulukossa. Kuvassa 2 on esitetty joidenkin pienten elekmerkkien tärkeimmät tekniset parametrit.

Taulukko 2.

Mikrofonin tyyppi	FEM-3	FEM-332	FEM-333	FEM-84
Nimellisalue toimintataajuudet, Hz	50...16000	50... 15000	50... 15000	300...3400
Herkkyys vapaa kenttä päällä taajuus 1000 Hz, µV/Pa	ei enempää kuin 3	ainakin 3	ainakin 3	A - 6...12 B - 10...20
epätasaisuus Taajuusvaste herkkyys sisään alue 50...16000 Hz, dB, ei vähemmän	10	-	-	-
Täydellinen moduuli sähkövastus 1000 Hz, Ohm, ei enempää	250	600±120	600±120	-
Vastaava taso äänenpaine oman ehdoin mikrofonin kohina, dB, ei enempää	25	-	-	-
Keskimääräinen tasoero herkkyys "edessä - takana", dB	-	ei, alle 12	ei enempää kuin 3	-
Käyttöehdot: lämpötila, C suhteellinen kosteus ilmaa, ei enempää	5...30 85% 20"C:ssa	-10...+50 95±3 % 25"C:ssa	10...+50 95±3 % 25"C:ssa	0...+45 93% 25"C:ssa
Syöttöjännite, V	-	1,5...9	1,5...9	1,3...4,5
Paino, g	8	1	1	8
mitat (halkaisija x pituus), mm	14x22	10,5 x 6,5	10,5 x 6,5	22,4x9,7

Kuvassa Kuva 5 esittää kaavion MKE-3-tyypin elektreettimikrofonin sisällyttämisestä, joka on yleinen radioamatöörimalleissa.

Riisi. 5. Kaavio MKE-3-tyyppisen mikrofonin kytkemisestä päälle transistoroidun ultraäänitaajuusmuuttajan tuloon.

Riisi. 6. MKE-3-mikrofonin valokuva ja sisäinen kytkentäkaavio, värillisten johtimien järjestely.

Hiilimikrofonit

Huolimatta siitä, että hiilimikrofonit korvataan vähitellen muuntyyppisillä mikrofoneilla, mutta suunnittelun yksinkertaisuuden ja riittävän korkean herkkyyden vuoksi ne löytävät silti paikkansa erilaisissa viestintälaitteissa.

Yleisimmät ovat hiilimikrofonit, ns. puhelinkapselit, erityisesti MK-10, MK-16, MK-59 jne.

Yksinkertaisin piiri hiilimikrofonin käynnistämiseksi on esitetty kuvassa. 7. Tässä piirissä muuntajan on oltava porrastettu ja hiilimikrofonille, jonka resistanssi on R = 300 ... 400 ohmia, se voidaan kääriä W-muotoiselle rautasydämelle, jonka poikkileikkaus on 1 ... 1,5 cm2.

Ensiökäämi (I) sisältää 200 kierrosta PEV-1-lankaa, jonka halkaisija on 0,2 mm, ja toisiokäämi (II) sisältää 400 kierrosta PEV-1:tä, jonka halkaisija on 0,08 ... 0,1 mm.

Hiilimikrofonit jaetaan dynaamisen impedanssin mukaan kolmeen ryhmään:

pieni vastus (noin 50 ohm) syöttövirralla jopa 80 mA;
keskiohminen (70 ... 150 ohmia), jonka syöttövirta on enintään 50 mA;
suuri vastus (150 ... 300 ohmia), jonka syöttövirta on enintään 25 mA.

Tästä seuraa, että hiilimikrofonipiirissä on tarpeen asettaa virta, joka vastaa mikrofonin tyyppiä. Muuten suurella virralla hiilijauhe alkaa sintrautua ja mikrofoni huononee.

Tässä tapauksessa esiintyy epälineaarisia vääristymiä. Hyvin alhaisella virralla mikrofonin herkkyys pienenee jyrkästi. Hiilikapselit voivat toimia myös pienemmällä tehonsyöttövirralla, erityisesti putki- ja transistorivahvistimissa.

Herkkyyden pieneneminen pienennetyllä mikrofonin teholla kompensoidaan yksinkertaisesti lisäämällä äänitaajuusvahvistimen vahvistusta.

Tässä tapauksessa taajuusvaste paranee, melutaso laskee merkittävästi ja toiminnan vakaus ja luotettavuus lisääntyvät.

Riisi. 7. Kaavio hiilimikrofonin sisällyttämisestä muuntajalla.

Mahdollisuus sisällyttää hiilimikrofoni transistorin vahvistusvaiheeseen on esitetty kuvassa 8.

Mahdollisuus kytkeä päälle hiilimikrofoni yhdessä transistorin kanssa putkiäänitaajuusvahvistimen sisääntulossa kuvan 2 piirin mukaisesti. 9 mahdollistaa suuren jännitevahvistuksen.

Riisi. 8. Kaavio hiilimikrofonin sisällyttämisestä transistorin ultraäänitaajuusmuuttajan tuloon.

Riisi. 9. Kaavio hiilimikrofonin sisällyttämisestä hybridi-UZCH:n tuloon, joka on koottu transistorille ja elektroniputkelle.

Kirjallisuus: V.M. Pestikov - Radioamatöörin tietosanakirja.

Mikrofoneja käytetään muuntamaan äänen värähtelyenergia vaihtojännitteeksi. Luokituksen mukaan akustiset mikrofonit jaetaan kahteen suureen ryhmään:

Korkea vastus (kondensaattori, elektreetti, pietsosähköinen);

Matala vastus (sähködynaaminen, sähkömagneettinen, hiili).

Ensimmäisen ryhmän mikrofonit voidaan ehdollisesti esittää vastaavina

säädettävät kondensaattorit ja toisen ryhmän mikrofonit - kelojen muodossa liikkuvilla magneeteilla tai muuttuvien vastusten muodossa.

Korkean impedanssin elektreettimikrofonit ovat edullisempia. Niiden parametrit normalisoidaan tavallisella äänen taajuusalueella, jolla on suosittu nimi "kahdesta kahteenkymmeneen" (20 Hz ... 20 kHz). Muut ominaisuudet: korkea herkkyys, laaja kaistanleveys, kapea sädekuvio, alhainen särö, pieni kohina.

On olemassa kaksi- ja kolminapaisia elektreettimikrofoneja (kuva 3.37, a, b). Mikrofonista lähtevien johtojen tunnistamisen helpottamiseksi ne on tarkoituksella tehty eri väreinä, esimerkiksi valkoisena, punaisena, sinisenä.

Kuva 3.37. Elektreettimikrofonien sisäiset piirit: a) kaksi tietoliikennejohtoa; b) kolme tietoliikennejohtoa.

Mikrofonin sisällä olevista transistoreista huolimatta on lyhytnäköistä viedä siitä signaali suoraan MK-tuloon. Tarvitset esivahvistimen. Samalla ei ole väliä, onko vahvistin sisäänrakennettu ADC M K -kanavaan vai onko se erillinen ulkoinen yksikkö, joka on koottu transistoreille tai mikropiireille.

Elektreettimikrofonit ovat samanlaisia kuin pietsovärähtelyanturit, mutta toisin kuin jälkimmäisessä, niillä on lineaarinen lähetys ja laajempi taajuusvaste. Tämän avulla voit käsitellä ihmisen puheen äänisignaaleja ilman vääristymiä, mikä itse asiassa on mikrofonin suora tarkoitus.

Jos IVY-maiden valmistamat elektreettimikrofonit lajitellaan niiden parametrien parantamiseksi, saadaan seuraava rivi: MD-38, MD-59,

MK-5A, MKE-3, MKE-5B, MKE-19, MK-120, KMK-51. Toimintataajuusalue on 20 ... 50 Hz - 15 ... 20 kHz, amplitudi-taajuuskäyrän epätasaisuus on 4 ... 12 dB, herkkyys taajuudella 1 kHz on 0,63 ... 10 mV/Pa.

Kuvassa 3.38, a, b esittävät kaavioita elektreettimikrofonien suorasta kytkemisestä MK:hen. 3.39, a ... k esittää piirit transistorivahvistimilla, ja kuvassa 3. 3.40, a ... p - vahvistimilla mikropiireissä.

Riisi. 3.38. Kaaviot elektreettimikrofonien suorasta liittämisestä MK:hen:

a) BM1-mikrofonin suora kytkentä M K:hen on mahdollista, jos ADC-kanavalla on sisäinen signaalivahvistin, jonka kerroin on vähintään 100. Suodatin R2, C / vähentää matalataajuista taustaa syöttöjännitteen aaltoilusta +5 V ;

b) BMI-stereomikrofonin liittäminen kaksikanavaiseen ADC MK:hen, jossa on sisäinen vahvistin. Vastukset R3 rajoittavat virtaa MK-diodien läpi vaikuttaen voimakkaasti mikrofonin runkoon tai itse pietsosähköiseen levyyn.

c) VTI-transistorilla tulee olla mahdollisimman suuri vahvistus (kerroin hjy^)',

d) vastus R3 valitsee jännitteen transistorin VT1 kollektorista, lähes puolet syötöstä (mikrofonin VM 1 signaalin symmetristä rajoittamista varten)\

e) ketju /?/, C1 vähentää +5 V virtalähteestä tulevien verkkoaaltoilujen amplitudia, jonka yhteydessä ei-toivottu "jyrinä" taajuudella 50/100 Hz vähenee. Tässä ja tulevaisuudessa kirjaimet "c", "b", "k" osoittavat mikrofonin johtojen värin "sininen", "valkoinen", "punainen";

f) Yksinkertaistettu kolminapaisen BMI-mikrofonin liitäntä. Vastuksen puuttuminen VTI-transistorin emitterissä vähentää vaiheen tuloimpedanssia;

g) etäkäyttöinen "kaksinapainen mikrofoni", jossa on phantom-virta transistoreille VTI, VT2 vastuksen R5 kautta. Vastus R1 valitsee jännitteen +2,4 ... +2,6 V transistorin VT2 emitterissä. Analoginen komparaattori MK vangitsee hetket, jolloin mikrofonin signaali on suurempi kuin tietty kynnys, jonka vastus R7\0 asettaa

h) transistori toimii katkaisutilassa, jonka yhteydessä BMI-mikrofonin sinimuotoisista äänisignaaleista tulee suorakaiteen muotoisia pulsseja;

i) BMI-kolminapaisen mikrofonin liitäntä kaksijohtimisella piirillä. Mikrofoni BM1 ja vastus R1 voidaan vaihtaa. Vastus R2 valitsee jännitteen MK:n sisääntulossa, lähes puolet syötöstä;

j) vastus valitsee jännitteen MK-tulossa, lähellä +1,5 V.

a) Muuntajan eristyksen avulla voit ottaa pois elementit BM1, DAI, GBJ, T1 pitkän matkan ajaksi samalla kun suojaat MK:n tuloa Schottky-diodeilla. DA-sirun virrankulutus / ultra-low, jonka avulla voit olla laittamatta kytkintä GB1-akkupiiriin

Riisi. 3.40. Kaaviot elektreettimikrofonien liittämiseen M K vahvistimien kautta

mikrosirut (jatkoa):

b) vahvistin mikrofonille "kevyt musiikki". Vastus R4 asettaa analogisen komparaattorin MK vastekynnyksen välille 0 ... + 3 V;

c) "elektroninen äänitasomittari". Analogisen komparaattorin MK positiivinen lähtö vastaanottaa BM1-mikrofonista tasaisen jännitteen, joka on verrannollinen keskimääräiseen signaalitasoon. Analogisen komparaattorin negatiiviseen ulostuloon muodostetaan ohjelmallisesti "saha";

d) vastus R3 säätelee signaalin symmetriaa ja vastus R5 - operaatiovahvistimen DAL vahvistusta Havaittu signaali (elementit VDI, VD2, C3, C4) syötetään MK:n tuloon. Keskimääräisen äänitason mittauksen suorittaa sisäinen ADC;

e) Panasonicin LED-mikropiirin Z) / l / epätyypillinen käyttö. Mahdollisia vaihtoja ovat LB1423N, LB1433N (Sanyo), BA6137 (ROHM). ZL1-kytkin asettaa herkkyyden viiteen asteikkoon logaritmisella asteikolla: -10; -5; 0; +3; +6 dB;

f) Kaskadin vahvistus operaatiovahvistimessa Z) / 4 / riippuu vastusten R4, R5 vastusten suhteesta. Taajuusvasteen matalataajuisella alueella määrittää kondensaattori C /;

g) kaskadin vahvistus operaatiovahvistimessa Z) / l / saadaan vastusten R5, R6 resistanssien suhteena. Signaalirajan symmetria riippuu vastusten R3, R7\ suhteesta

h) mikrofonivahvistin, jossa on tasainen äänentason säätö vastuksella R5\

i) kaksivaiheinen hajautettu vahvistusvahvistin: Ku = 100 (DAI.I), Ku = 5 (DAI.2). Vastusten R4, /?5 jakaja asettaa offsetin, joka on hieman alle puolet teholähteestä. Tämä johtuu siitä, että DA /:lla ei ole kisko-kisko-ominaisuutta;

Riisi. 3.40. Kaaviot elektreettimikrofonien liittämiseksi MK:hen vahvistimien kautta

mikrosirut (jatkoa):

j) joissakin piireissä kondensaattorin C4b kapasitanssi nostetaan 10 ... 47 mikrofaradiin (parametrien parantuminen varmistetaan kokeellisesti);

k) DAI-operaatiovahvistimen "vasen" puolisko vahvistaa signaalia ja "oikea" puolisko on kytketty jänniteseuraajan piirin mukaisesti. Tätä ratkaisua käytetään yleensä silloin, kun MK sijaitsee huomattavan etäisyyden päässä vahvistimesta tai signaali on haaroitettu useaan suuntaan;

l) Vastukset R2, R4 siirtävät DDI-logiikkasirun invertterit vahvistustilaan. Vastus R3 voidaan korvata 0,15 uF:n kondensaattorilla;

m) erikoistunut mikropiiri DA1 (Motorola) reagoi vain henkilön äänen äänisignaaleihin;

o) pistorasiaan XS1 asetettu pistoke katkaisee automaattisesti kondensaattoreiden C/ ja C2 välisen yhteyden, kun sisäinen mikrofoni BM1 sammuu ja ulkoinen äänisignaali syötetään tuloon DAL /. Molemmilla Z)/l/-vahvistimilla on kiskosta kiskoon lähtötasot;

n) vastus asettaa signaalirajan symmetrian DA 1 -sirun nastassa 1. VTI-transistori yhdessä elementtien R5, C3 kanssa suorittaa ilmaisimen tehtävän.

3.5.2. Elektrodynaamiset mikrofonit

Sähködynaamisten mikrofonien päärakenneosat ovat kela, kalvo ja magneetti Mikrofonin kalvo tuo äänivärähtelyn vaikutuksesta magneetin lähemmäs / kauemmaksi kelasta, jonka yhteydessä jälkimmäiseen syntyy vaihtojännite. . Kaikki, kuten fysiikan koulukokeissa.

Sähködynaamisen mikrofonin signaali on liian heikko, joten vahvistin asennetaan yleensä liitäntään MK:n kanssa. Sen tuloimpedanssi voi olla pieni. Kytkentäjohdot mikrofonista tulovahvistimeen on suojattava tai niiden pituus on lyhennettävä 10 ... 15 cm. Väärien hälytysten välttämiseksi on suositeltavaa kääriä kapseli vaahtomuoviin eikä mikrofonia ruuvata tiukasti kotelon seinään .

Elektrodynaamisten mikrofonien tyypilliset parametrit: käämivastus 680…2200 Ohm, maksimikäyttöjännite 1,5…2 V, käyttövirta 0,5 mA. Tärkeä käytännön seuraus - Elektrodynaamiset mikrofonit

se on helppo erottaa elektreetistä (kondensaattori, pietsokeraaminen) napojen välisen ohmisen vastuksen perusteella. Poikkeuksena sääntöön ovat teollisuusmikrofonimoduulit, jotka sisältävät transistorin tai integroidun vahvistimen kotelon sisällä.

Elektrodynaaminen mikrofoni voidaan korvata elektreettimikrofonilla kuvassa 2 esitetyn sovittimen avulla. 3.41. Kondensaattori C2 korjaa taajuusvasteen korkeilla taajuuksilla. Vastusten R1 jakaja luo BML-mikrofonille käyttöjännitteen Kondensaattori C1 toimii tehosuodattimena.

Riisi. 3.43. Kaaviot dynaamisten kaiuttimien liittämiseksi tuloon MK:

a) transistorisoitu iskutunnistinvahvistin BAI-kaiuttimella. Herkkyyttä säätelevät vastukset RI, R2. Kondensaattori C2 tasoittaa signaalihuiput. Kondensaattori C/ on välttämätön, jotta transistorin VT1 kantaa ei ole kytketty yhteiseen johtimeen kaiuttimen BAI alhaisen resistanssin kautta;

b) VTI-transistori on yleinen kantavahvistin. Sen ominaisuus on alhainen tuloimpedanssi, joka sopii hyvin yhteen BAI-kaiuttimen parametrien kanssa. Vastus RI asettaa VTI-transistorin toimintapisteen (sen kollektorijännitteen) symmetrisen tai epäsymmetrisen signaalin leikkaamiseksi. Vastus R3 säätelee kynnystä (herkkyys, vahvistus);

c) BAI-kuulokkeet suorittaa mikrofonin toiminnon. Sillä on korkeampi käämivastus kuin matalaimpedanssiisella kaiuttimella, mikä lisää herkkyyttä ja helpottaa liittämistä MCU:hun. Vastus RI säätelee signaalin amplitudia;

Kuvassa 3.43, a ... d näyttää dynaamisten kaiuttimien kytkentäkaaviot MK-tuloon mikrofoneina.

d) osa sisäpuhelinpiiriä, jossa kaiutin BAI vuorotellen suorittaa mikrofonin ja kaiuttimen toimintoa. MK määrittää "vastaanoton/lähetyksen" tilan tulolinjan LOW / HIGH-tasolla (HIGH-taso vastuksesta R4 ja LOW - lähteestä ja BAI). Jos MK:ssa on ADC, jossa on sisäinen vahvistin, voit "kuunella" keskustelua polulla. Lisäksi, jos MK-linja kytketään lähtötilaan, sitä voidaan käyttää erilaisten äänisignaalien tuottamiseen ULF:ssä (R3, VD1, R2, C2:n kautta).

Tämä asiakirja kerää kytkentäkaavioita ja tietoja siitä, miten elektreettimikrofonien virtalähde on rakennettu. Asiakirja on kirjoitettu ihmisille, jotka osaavat lukea yksinkertaisia sähköpiirejä.

Johdanto
Johdatus elektreettimikrofoneihin
Perusvirtapiirit elektreettimikrofoneille
Äänikortit ja elektreettimikrofonit
pistokevirta
Phantom-teho ammattiäänentoistossa
T-virtalähde
Muut hyödylliset tiedot

1. Esittely

Useimmat mikrofonityypit vaativat virran toimiakseen, yleensä kondensaattorimikrofonit sekä toimintaperiaatteeltaan vastaavat mikrofonit. Virtalähde on välttämätön sisäisen esivahvistimen toimintaan ja mikrofonikapselin kalvojen polarisaatioon. Jos mikrofonissa ei ole sisäänrakennettua virtalähdettä (paristoa, akkua), jännite syötetään mikrofoniin samojen johtojen kautta kuin signaali mikrofonista esivahvistimeen.

Joskus mikrofonia pidetään rikkinäisenä vain siksi, että he eivät tiedä, että siihen on kytkettävä phantom-virtaa tai asetettava paristoa.

2. Johdatus elektreettimikrofoneihin

Elektreettimikrofoneissa on paras hinta/laatusuhde. Nämä mikrofonit voivat olla erittäin herkkiä, melko kestäviä, erittäin kompakteja ja niiden virrankulutus on pieni. Elektreettimikrofoneja käytetään laajalti, koska ne ovat kompaktin kokonsa ansiosta usein valmiita tuotteita, mutta ne säilyttävät korkean suorituskyvyn. Joidenkin arvioiden mukaan elektreettimikrofonia käytetään 90 %:ssa tapauksista, mikä edellä esitetyn perusteella on enemmän kuin perusteltua. Useimmat lavalier-mikrofonit, amatöörivideokameroissa käytettävät mikrofonit ja tietokoneiden äänikorttien yhteydessä käytettävät mikrofonit ovat elektreettimikrofoneja.

Elektreettimikrofonit ovat samanlaisia kuin kondensaattorimikrofonit, koska ne muuttavat mekaaniset värähtelyt sähköisiksi signaaliksi. Kondensaattorimikrofonit muuttavat mekaaniset värähtelyt muutokseksi kondensaattorin kapasitanssissa, joka saadaan kohdistamalla jännite mikrofonikapselin kalvoihin. Muutos kapasitanssissa puolestaan johtaa muutokseen levyjen jännitteessä suhteessa ääniaaltoon. Kun kondensaattorimikrofonikapseli tarvitsee ulkoisen (fantomi) virtalähteen, elektreettimikrofonikapselilla on oma useiden volttien varaus. Hän tarvitsee virtaa sisäänrakennettuun puskuriesivahvistimeen, ei kalvopolarisaatioon.

Tyypillisessä elektreettimikrofonikapselissa (kuva 01) on kaksi nastaa (joskus kolme) 1-9 voltin virtalähteeseen kytkemistä varten ja se kuluttaa yleensä alle 0,5 mA. Tätä tehoa käytetään mikrofonin kapseliin sisäänrakennetun miniatyyripuskuriesivahvistimen virtalähteenä, jotta se vastaa mikrofonin ja liitetyn kaapelin suurta impedanssia. On syytä muistaa, että kaapelilla on oma kapasitanssi, ja yli 1 kHz:n taajuuksilla sen vastus voi olla useita kymmeniä kOhm.
Kuormitusvastus määrittää kapselin resistanssin, ja se on suunniteltu sopimaan matalakohinaisen esivahvistimen kanssa. Tämä on yleensä 1-10 kΩ. Alarajan määrää vahvistimen jännitekohina, kun taas ylärajan määrää vahvistimen virtakohina. Useimmissa tapauksissa mikrofoniin syötetään 1,5-5 V jännite useiden kOhmien vastuksen kautta.

Koska elektreettimikrofonissa on puskuriesivahvistin, joka lisää omaa kohinaa hyödylliseen signaaliin, se määrittää signaali-kohinasuhteen (yleensä noin 94 dB), joka vastaa akustista signaali-kohinasuhdetta. 20-30dB.

Elektreettimikrofonit vaativat bias-jännitteen sisäänrakennetulle puskuriesivahvistimelle. Tämän jännitteen on oltava stabiloitu, ei saa sisältää aaltoilua, muuten ne menevät lähtöön osana hyödyllistä signaalia.

3. Elektreettimikrofonien perusvirtalähdepiirit

3.1 Piirikaavio

Kuvassa 02 on esitetty elektreettimikrofonin perusvirtalähdepiiri, johon kannattaa viitata minkä tahansa elektreettimikrofonin liitäntää harkitessa. Lähtöresistanssi määritetään vastuksilla R1 ja R2. Käytännössä lähtöresistanssiksi voidaan ottaa R2.

3.2 Elektreettimikrofonin virransyöttö paristosta (akusta)

Tätä mallia (kuva 04) voidaan käyttää kotitalouksien nauhureiden ja äänikorttien kanssa, jotka on alun perin suunniteltu toimimaan dynaamisten mikrofonien kanssa. Kun kokoat tämän piirin mikrofonikotelon sisään (tai pieneen ulkoiseen laatikkoon), elektreettimikrofonisi löytyy yleiskäyttöä.

Tätä piiriä rakennettaessa on hyödyllistä lisätä kytkin akun sammuttamiseksi, kun mikrofoni ei ole käytössä. On huomattava, että tämän mikrofonin lähtötaso on paljon korkeampi kuin dynaamisella mikrofonilla, joten on tarpeen säätää vahvistusta äänikortin (vahvistin/miksauskonsoli/nauhuri jne.) sisääntulossa. Jos näin ei tehdä, korkea tulotaso voi johtaa ylimodulaatioon. Tämän piirin lähtöimpedanssi on noin 2 kΩ, joten liian pitkän mikrofonikaapelin käyttöä ei suositella. Muuten se voi toimia alipäästösuodattimena (muutamalla metrillä ei ole paljon vaikutusta).

3.3 Yksinkertaisin virtalähde elektreettimikrofonille

Useimmissa tapauksissa on hyväksyttävää käyttää yhtä tai kahta 1,5 V:n paristoa (käytettävästä mikrofonista riippuen) mikrofonin virtalähteenä. Akku on kytketty sarjaan mikrofonin kanssa (kuva 05).
Tämä piiri toimii niin kauan kuin akusta tuleva tasavirta ei vaikuta haitallisesti esivahvistimeen. Sitä tapahtuu, mutta ei aina. Normaalisti esivahvistin toimii vain AC-vahvistimena, eikä komponentin vakiolla ole siihen vaikutusta.

Jos et tiedä akun oikeaa napaisuutta, yritä kytkeä se molempiin suuntiin. Suurimmassa osassa tapauksista käänteinen napaisuus matalalla jännitteellä ei aiheuta vaurioita mikrofonin kapselille.

4. Äänikortit ja elektreettimikrofonit

Tässä osiossa käsitellään vaihtoehtoja virran syöttämiseksi mikrofoneihin äänikorteista.

4.1 Sound Blaster -versio

Creative Labsin Sound Blaster -äänikortit (SB16, AWE32, SB32, AWE64) käyttävät 3,5 mm:n stereoliittimiä elektreettimikrofonien liittämiseen. Tunkin nasta on esitetty kuvassa 06.
Creative Labs luettelee tiedot verkkosivuillaan. jotka Sound Blaster -äänikorttiin liitetyssä mikrofonissa on oltava:

Tulotyyppi: epäsymmetrinen (yksipäinen), matalaimpedanssi
Herkkyys: noin -20dBV (100mV)
Tuloimpedanssi: 600-1500 ohm
Liitin: 3,5 mm stereoliitin
Pinout: kuva 07

Kuva 07 - Creative Labs -verkkosivuston liittimen liitäntä

Alla oleva kuva (Kuva 08) näyttää likimääräisen tulopiirikaavion, kun mikrofoni kytketään Sound Blaster -äänikorttiin.

Kuva 08 - Sound Blaster -äänikortin mikrofonitulo

4.2 Muita vaihtoehtoja mikrofonin liittämiseksi äänikorttiin

Muiden mallien/valmistajien äänikortit voivat käyttää yllä mainittua menetelmää tai niillä voi olla oma versio. Äänikorteissa, jotka käyttävät 3,5 mm:n monoliitintä mikrofonien liittämiseen, on yleensä hyppyjohdin, jonka avulla voit tarvittaessa kytkeä mikrofonin päälle tai pois päältä. Jos hyppyjohdin on asennossa, jossa mikrofoniin syötetään jännite (yleensä +5V 2-10kΩ vastuksen kautta), tämä jännite syötetään samaa johdinta pitkin kuin signaali mikrofonista äänikorttiin (kuva 09). ).

Äänikortin tulojen herkkyys on tässä tapauksessa noin 10 mV.
Tätä liitäntää käytetään myös Compaq-tietokoneissa, joissa on Compaq Business Audio -äänikortti (Sound Blaster -mikrofoni toimii hyvin Compaq Deskpro XE560:n kanssa). Offset-jännite mitattuna Compaqin lähdöstä, 2,43 V. Oikosulkuvirta 0,34mA. Tämä viittaa siihen, että bias-jännite syötetään noin 7 kΩ:n vastuksen kautta. 3,5 mm jakkirengasta ei käytetä, eikä sitä ole kiinnitetty mihinkään. Compaqin käyttöoppaassa sanotaan, että tätä mikrofonituloa käytetään vain phantom-käyttöisen elektreettimikrofonin, kuten Compaqin itsensä toimittaman, liittämiseen. Compacin mukaan tätä virransyöttötapaa kutsutaan phantom poweriksi, mutta tätä termiä ei pidä sekoittaa ammattiäänilaitteissa käytettyyn. Ilmoitettujen teknisten ominaisuuksien mukaan mikrofonin tuloimpedanssi on 1 kOhm ja suurin sallittu tulosignaalin taso on 0,013 V.

4.3 Esijännitteen ottaminen kolmijohtimiseen elektreettimikrofonikapseliin äänikortista

Tämä piiri (kuva 10) soveltuu kolmijohtimisen elektreettimikrofonikapselin liittämiseen Sound Blaster -äänikorttiin, joka tukee bias jännitteen (HC) syöttöä elektreettimikrofonille.

4.4 Bias-jännitteen ottaminen kaksijohtimiseen elektreettimikrofonikapseliin äänikortista

Tämä piiri (kuva 11) soveltuu kaksijohtimisen elektreettikapselin yhdistämiseen bias-jännitettä tukevaan äänikorttiin (Sound Blaster).

Kuva 12 - Yksinkertaisin piiri, joka toimii SB16:n kanssa

Tämä piiri (kuva 12) toimii, koska +5V teho syötetään äänikorttiin sisäänrakennetun 2,2kΩ vastuksen kautta. Tämä vastus toimii hyvin virranrajoittimena ja 2,2 kΩ vastuksena. Tätä liitäntää käytetään Fico CMP-202 -tietokonemikrofoneissa.

4.5 Virtalähteet elektreettimikrofonit 3,5 mm monoliittimellä SB16:sta

Alla näkyvää virtalähdepiiriä (Kuva 13) voidaan käyttää mikrofonien kanssa, jotka on esijännitetty samaan johtoon kuin äänisignaali.

4.6 Luurin mikrofonin liittäminen äänikorttiin

Joidenkin comp.sys.ibm.pc.soundcard.tech-uutisartikkelien mukaan lattiapiiriä voidaan käyttää yhdistämään elektreetti-luurikapseli Sound Blaster -äänikorttiin. Ensinnäkin sinun on varmistettava, että valitun putken mikrofoni on elektreettinen. Jos näin on, sinun on irrotettava putki, avattava se ja löydettävä mikrofonikapselin plus. Tämän jälkeen kapseli liitetään yllä olevan kuvan osoittamalla tavalla (kuva 13). Jos haluat käyttää luurin RJ11-liitäntää, mikrofoni liitetään ulomman parin johtoihin. Eri puhelimilla on erilaiset lähtötasot, ja jotkin eivät välttämättä ole tarpeeksi vahvoja käytettäviksi Sound Blasterin kanssa.

Jos haluat käyttää luurin kaiutinta, liitä se kärkeen ja aseta se äänikorttiin. Ennen kuin teet tämän, varmista, että sen vastus on yli 8 ohmia, muuten äänikortin lähdössä oleva vahvistin voi palaa.

4.7 Multimediamikrofonin virransyöttö ulkoisesta lähteestä

Multimediamikrofonin (MM) virran kytkemisen perusidea on esitetty alla (kuva 14).

Sound Blasterin ja muiden vastaavien äänikorttien kanssa toimimaan suunnitellun tietokoneen mikrofonin yleinen virransyöttöpiiri on esitetty alla olevassa kuvassa (kuva 15):

Kuva 15 - Tietokonemikrofonin yleinen virtalähdepiiri

Huomautus 1: Tämän piirin lähtö on muutaman voltin tasavirtaa. Jos tämä aiheuttaa ongelmia, kondensaattori on lisättävä sarjaan mikrofonin lähdön kanssa.

Huomautus 2: Tyypillisesti äänikorttiin kytkettyjen mikrofonien syöttöjännite on noin 5 volttia 2,2 kΩ vastuksen kautta. Mikrofonikapselit eivät yleensä ole herkkiä 3–9 voltin tasajännitteelle, ja ne toimivat (vaikkakin käytetty jännite voi vaikuttaa mikrofonin lähtöjännitteeseen).

4.8 Multimediamikrofonin liittäminen tavalliseen mikrofonituloon

Suuremmasta voidaan tuottaa +5 V jännitteensäätimellä, kuten 7805. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää kolmea 1,5 V akkua sarjassa tai yhtä 4,5 V akkua. Se on kytkettävä päälle yllä olevan kuvan osoittamalla tavalla (Kuva 16).

4.9 Kytkentävirta

Monet pienet videokamerat ja tallentimet käyttävät 3,5 mm:n stereomikrofoniliitintä stereomikrofonien liittämiseen. Jotkut laitteet on suunniteltu mikrofoneille, joissa on ulkoinen virtalähde, kun taas toiset syöttävät virtaa saman liittimen kautta, joka kuljettaa äänisignaalia. Laitteet, jotka antavat virtaa kapseleille mikrofonitulon kautta, kutsuvat tätä tuloa "Plug-in power".

Alla on kaavio laitteista, jotka käyttävät elektreettimikrofonien pistokevirtaliitäntää (Kuva 17):
Plug-in tehomikrofonin liitäntätekniikka tallennuslaitteen piirin kannalta (kuva 18):

Kuva 18 - Pistokevirtaliittimen piiri

Piirin elementtien arvot voivat vaihdella laitevalmistajan mukaan. On kuitenkin selvää, että syöttöjännite on useita voltteja ja vastuksen arvo useita kiloohmeja.